хемосорбирующие волокна
хемосорби́рующие волокна
ХЕМОСОРБИРУЮЩИЕ ВОЛОКНА (хемосорбционные волокна)
предназначены для адсорбции или выделения химически активных веществ из жидкой или газовой среды. Основные виды Х. в.- катионообменные, анионообменные и амфотерные. Иногда к Х. в. относят также т. наз. электронообменные, или окислит.-восстановительные, волокна.
Получение Х.в. возможно разл. методами.
1. Синтез сополимеров с химически активными группами в основной цепи (напр., сополимеризация акрилонитрила с акриловой кислотой, 2-метилаллилсульфонатом, 5-винил-2-метилпиридином или др. мономерами) и формирование из них волокон.
2. Прививка мономеров, способных к хемосорбции, к базовому полимеру с послед, формованием волокна из такого сополимера, прививка мономера к уже сформованному волокну (напр., прививка акриловой или метакриловой кислот, 5-винил-2-метилпиридина и др. мономеров к полиакрилонитрилу, целлюлозе, поливиниловому спирту, алифатич. полиамидам и волокнам на их основе).
3. Полимераналогичные превращения готовых волокон (напр., омыление полиакрилонитрильных волокон, окисление целлюлозных волокон, сульфирование или фосфорилирование реакционноспособных групп разл. волокон).
4. Формование волокон из смесей полимеров или дисперсий хемосорбированных полимеров в матричном полимере (напр., катионитов или анионитов в растворе полиакрилонитрила или вискозе).
Прививка к волокнам или др. хим. превращения готовых волокон — технически более простые и экономичные методы, причем придание хемосорбирующих свойств может вестись как на волокнах, так и на уже готовых текстильных материалах (тканях, нетканых материалах).
Электронообменные волокна имеют в своем составе способные к окислит.-восстановит. реакциям функц. группы (напр., гидрохинонную, тиольную).
Осн. свойства Х. в.: статич. обменная емкость (для пром. волокон Вион) 0,8–7 мэкв/г; линейная плота, от 0,2 до 1 текс; прочность 5–25 сН/текс; удлинение 15–40%, сохранение прочности в петле 30–70%; набухание в воде 10–50%.
Х. в. по сравнению с гранулир. ионитами имеют ряд отличит. особенностей и преимуществ. Главные из них — большая площадь поверхности и малые геом. размеры. Эти качества способствуют многократному ускорению сорбционно-десорбци-онных процессов. Благодаря этому коэф. массообмена оказываются на 1–2 порядка выше.
Использование Х. в. в виде полотен позволяет резко уменьшить размеры или увеличить площадь активной зоны хим. аппаратов. Так, с применением тканей возможно осуществлять непрерывные процессы сорбции и десорбции. Йсполь-зование нетканых материалов позволяет существенно снизить щдродинамич. сопротивление активного слоя.
Белее высокие мех. свойства, меньшие хрупкость и значения внутр. напряжений при набухании приводят к лучшей сохраняемости Х. в. в циклах сорбция — десорбция; они без изменения свойств могут выдерживать сотни таких циклов. Этому также способствует достаточно высокая хим. стойкость Х. в., особенно полученных на основе карбоцепных полимеров. Однако Х. в. имеют иногда несколько более низкие показатели обменной емкости и более высокую стоимость, чем гранулир. иониты.
Х. в. выпускаются во мн. развитых странах на базе моди-фицир. полиакрилонитрильных, целлюлозных, полиамидных, углеродных и др. видов волокон и волокнистых материалов.
Х. в. и волокнистые материалы на их основе применяют для выделения вредных или ценных веществ из газовых и жидких сред со степенью очистки (выделения) 99–99,5%; очистки малоконцентрир. вентиляционных и технол. газов от кислых и щелочных газообразных веществ; защиты от аэрозолей в респираторах для органов дыхания; для селективного или общего извлечения солей, кислых, щелочных и комплексообразующих веществ из разб. технол. растворов и сточных вод. Х. в. используют также в аналит. химии, ионообменной хроматографии, катализе, очистке биопрепаратов, гемосорбции, в качестве носителей лек. препаратов и ряде др. областей химии и медицины.
Лит.: В о л ь ф Л. A., M е о с А. И., Волокна специального назначения, M-1971; T ю г а и о в а М. A., M а з о в М. Ю., "Ж. Всес. хим. общества им. Д. И. Менделеева", 1972, т. 17, № б, с. 654–58; Волокна с особыми свойствами, М., 1980; Получение и свойства хемосорбционных волокон, М., 1981; Зверев М.IL, Хемосорбционные волокна, М., 1981; Б ар аш А.Н. [и др.], "Хим. волокна". 1988, № 1, с. 22–24; ЗверевМ.П., "Хим. волокна", 1989, № 3, с. 32–37.
К. Е. Перепелам
